塗料組成物および物品
【課題】物品を被覆する用途においてより好適に使用可能な被覆層を形成する塗料組成物、及び該塗料組成物からなる被覆層を有する物品を提供する。
【解決手段】物品としての押ボタンスイッチのキートップ本体１７上には、塗料組成物の塗布によって被覆層１９が形成されている。被覆層１９の鉛筆硬度はＦ以上であるとともに弾性変形率は７０％以上である。塗料組成物は、２つ以上の水酸基を有する共重合ポリカーボネートジオールと、２つ以上のイソシアネート基を有するヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）系ポリイソシアネートとを含有する。塗料組成物において、共重合ポリカーボネートジオールの水酸基（ＯＨ）に対するＨＤＩ系ポリイソシアネートのイソシアネート基（ＮＣＯ）の比（ＮＣＯ／ＯＨ）は、０．８〜２．５である。
【解決手段】物品としての押ボタンスイッチのキートップ本体１７上には、塗料組成物の塗布によって被覆層１９が形成されている。被覆層１９の鉛筆硬度はＦ以上であるとともに弾性変形率は７０％以上である。塗料組成物は、２つ以上の水酸基を有する共重合ポリカーボネートジオールと、２つ以上のイソシアネート基を有するヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）系ポリイソシアネートとを含有する。塗料組成物において、共重合ポリカーボネートジオールの水酸基（ＯＨ）に対するＨＤＩ系ポリイソシアネートのイソシアネート基（ＮＣＯ）の比（ＮＣＯ／ＯＨ）は、０．８〜２．５である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機、携帯情報端末、リモートコントローラ等の通信機器、あるいはその他の各種電気・電子機器、又は車載機器に用いられる物品上に被覆層を形成するための塗料組成物、及び該塗料組成物からなる被覆層を有する物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種電気・電子機器、例えば携帯電話機などの通信機器、自動車の内装部品、及び車載機器は通常、利用者の指先が直接触れる操作部を有する物品を備えている。この物品としては、例えば携帯電話機、携帯情報端末、及び車載機器に用いられる押ボタンスイッチが挙げられる。押ボタンスイッチは、操作部としてのキートップを有している。
【０００３】
携帯電話機についてはメール機能の普及などにより、また、車載機器についてはカーナビゲーション等の多機能化により、キートップの表面には利用者の指先が頻繁に触れる。キートップの表面には通常、文字、記号などを示す表示部が、印刷、転写、又は塗装後のレーザーエッチング等の方法により形成されている。利用者の指先の接触に起因する摩擦などによる表示部の消失を防止するために、キートップの表面に被覆層が形成されて該表面の耐摩擦性などが向上されている。被覆層を形成する材料としては、被覆層が良好な耐摩耗性を有することから、硬化後に強度が高くて硬質な被覆層を形成する樹脂材料が好ましい。
【０００４】
近年、携帯電話機などの携帯用通信機器の小型化に伴い、キートップは非常に小さい寸法に形成されている。更に、被覆層には、優れた耐摩耗性だけでなく、優れた触感を有することも要求されている。しかしながら、硬質な被覆層は良好な触感を有しておらず滑り易いことから、寸法が小さいとともに硬質な被覆層を有するキートップには、操作が困難であるという問題があった。この問題を解決するために、特許文献１には、ポリエステルポリオールと、ポリイソシアネートと、シリカ等の艶調整剤とを含有し、静摩擦係数が１．０以上である被覆層を形成するコーティング材が開示されている。このコーティング材からなる被覆層は、耐摩耗性などの被覆層として必要な性能を有するうえに、滑り難い触感をも有する。
【０００５】
また、自動車の内装部品には高い意匠性、例えば重厚感および高級感が求められていることから、内装部品の表面には艶消し塗料が塗装されている。この塗装された内装部品には利用者が頻繁に触れることから、特許文献２及び３には、内装部品に高い意匠性を与えるとともに、柔らかい触感などの良好な感触を与える塗膜を形成する塗料組成物が開示されている。即ち、特許文献２には、微小中空体と、シリカなどの充填材とを含有する塗料組成物が開示されている。特許文献３には、ウレタン樹脂ビーズと、有機系の艶消し剤とを含有する塗料組成物が開示されている。更に、特許文献４には、沸点が１２０℃以下である溶剤を含有する塗料組成物が開示されている。この塗料組成物は、塗膜の形成時における溶剤の揮発に起因して形成される気泡により、塗膜に柔らかい触感などを付与して塗膜の触感を良好にしている。
【特許文献１】特開２００５−１４６２０９号公報
【特許文献２】特開２００４−１５５８８３号公報
【特許文献３】特開２００５−１３９２７３号公報
【特許文献４】特開２００４−２３１８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記被覆層に要求される主な性能としては、優れた耐摩耗性を有すること、及び柔らかい触感を有すること以外にも、優れた密着性、耐引っ掻き傷付性、及び耐水性を有することが挙げられる。しかしながら、特許文献１〜４の塗料組成物からなる被覆層は上記全ての要求性能を十分に満足するものではなく、改良の余地を残している。
【０００７】
本発明の目的は、物品を被覆する用途においてより好適に使用可能な被覆層を形成する塗料組成物、及び該塗料組成物からなる被覆層を有する物品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、物品上に被覆層を形成する塗料組成物であって、前記被覆層の鉛筆硬度がＦ以上であるとともに弾性変形率が７０％以上であり、前記塗料組成物は、２つ以上の水酸基を有する共重合ポリカーボネートジオールと、２つ以上のイソシアネート基を有するヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートとを、共重合ポリカーボネートジオールの水酸基（ＯＨ）に対するヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートのイソシアネート基（ＮＣＯ）の比（ＮＣＯ／ＯＨ）が０．８〜２．５となるように含有する塗料組成物を提供する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、無機系の艶調整剤または有機系の艶調整剤を更に含有する請求項１に記載の塗料組成物を提供する。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の塗料組成物からなる被覆層を有する物品を提供する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記物品がキートップを有する押ボタンスイッチであり、前記キートップの表面には操作面が設けられ、前記被覆層は、少なくとも前記操作面上に設けられている請求項３に記載の物品を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、物品を被覆する用途においてより好適に使用可能な被覆層を形成する塗料組成物が提供される。また本発明によれば、そうした塗料組成物からなる被覆層を有する物品も提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を携帯電話機の押ボタンスイッチに具体化した一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、押ボタンスイッチは携帯電話機の筐体１２内に配置され、携帯電話機の入力操作に用いられる。押ボタンスイッチは、絶縁体からなる基板１３と、該基板１３上に配置されたキーパッド１４とを備えている。
【００１３】
キーパッド１４は、基板１３上に配置されたベースシート１５と、該ベースシート１５上に配置された複数のキートップ１６とを備えている。ベースシート１５は例えばゴム状弾性体から形成されており、柔軟性を有している。ゴム状弾性体としては、例えば熱硬化性エラストマー及び熱可塑性エラストマーが挙げられる。熱硬化性エラストマーとしては、例えばシリコーンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、及び天然ゴムが挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、及びアミド系熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらの中でも、良好な反発弾性を有することからシリコーンゴムが好ましい。ベースシート１５の周縁には、枠状のスペーサ１５ａが基板１３に向かって突出している。そのため、基板１３とベースシート１５との間には、スペーサ１５ａによって間隙が形成されている。
【００１４】
キートップ１６は、円柱状のキートップ本体１７を備えている。キートップ本体１７は、例えば透光性を発揮する透明または半透明な熱可塑性樹脂材料により形成されている。熱可塑性樹脂材料としては、例えばポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリルブタジエンスチレン、アクリロニトリルスチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエステル、及びポリスチレンが挙げられる。
【００１５】
キートップ本体１７は、筐体１２に形成された円形状の開口１２ａ内に配置されている。キートップ本体１７の上面は外方から容易に視認され、操作面１７ａを構成している。操作面１７ａ上には、所定の文字または記号を示す表示層１８が積層されている。キートップ本体１７の下端部の周面には、円環状の鍔部１７ｂが突設されている。キートップ本体１７及び鍔部１７ｂの上面には、操作面１７ａ及び表示層１８を覆うように被覆層１９が形成されている。キートップ本体１７の裏面には装飾層２０が形成されており、キートップ本体１７は、接着剤２１により、装飾層２０を介してベースシート１５に接着されている。表示層１８及び装飾層２０を形成する材料は公知の材料から適宜選択され、表示層１８及び装飾層２０は、公知の方法、例えば印刷、塗装、又は転写により積層されている。
【００１６】
ベースシート１５において各キートップ１６に対応する箇所には、円柱状の押し子１５ｂが基板１３に向かって突設されている。基板１３のベースシート１５に対向する側面上において各押し子１５ｂに対応する箇所には、一対の互いに離間する接点２２が配設されているとともに、皿ばね２３が配設されている。皿ばね２３は、押し子１５ｂと各接点２２との間に配設されるとともに、それらから離間している。各接点２２及び皿ばね２３は、導電性を有する材料により形成されている。
【００１７】
利用者が携帯電話で所定の入力操作を行うときには、利用者は、操作面１７ａ上の表示層１８を視認することにより、所定の入力操作に必要なキートップ１６を選択する。次いで、キートップ本体１７の操作面１７ａ上に指先を置いた後、キートップ本体１７を基板１３に向けて押圧する。このとき、ベースシート１５は、柔軟性を有していることから基板１３に向かって容易に撓む。そして、ベースシート１５の撓みに伴って押し子１５ｂが皿ばね２３を各接点２２に向かって押圧し、皿ばね２３が各接点２２に接触して各接点２２が通電される。
【００１８】
次に、被覆層１９について説明する。被覆層１９はキートップ本体１７の表面、特に操作面１７ａ及び表示層１８を保護しており、耐摩耗性、キートップ本体１７及び表示層１８への密着性、耐引っ掻き傷付性、及び耐水性を有するとともに、柔らかい触感（ソフト感）を有している。ここで、耐引っ掻き傷付性とは、引っ掻きに起因する傷付に対する耐性のことであり、耐引っ掻き傷付性を有する被覆層１９は、引っ掻かれた際に傷が付き難い。更に本実施形態の被覆層１９は透光性も有し、外方からの表示層１８及び装飾層２０の視認を容易にしている。
【００１９】
被覆層１９の鉛筆硬度はＦ以上であり、好ましくはＦ〜２Ｈである。被覆層１９の鉛筆硬度がＦ未満では、被覆層１９の耐摩耗性および耐引っ掻き傷付性が低下する。鉛筆硬度２Ｈを超えると、耐引っ掻き傷付性が向上されるものの、このような値の鉛筆硬度を達成するために、被覆層１９の柔軟性を示す弾性変形率が低下し、鉛筆硬度と柔軟性との両立（バランス）を保てなくなるおそれがある。被覆層１９の鉛筆硬度は、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４（ＩＳＯ／ＤＩＳ １５１８４）に規定される方法に従って測定される。
【００２０】
被覆層１９の弾性変形率は７０％以上である。被覆層１９の弾性変形率が７０％未満では、被覆層１９の触感が悪化する。被覆層１９の耐引っ掻き傷付性が向上することから、被覆層１９の弾性変形率は高い程好ましく、該弾性変形率の下限は好ましくは７５％である。しかしながら、弾性変形率が高い被覆層１９の製造は困難であることから、被覆層１９を容易に製造するために、被覆層１９の弾性変形率の上限は、好ましくは９０％である。ここで、被覆層１９の弾性変形率の求め方について具体的に説明する。被覆層１９の弾性変形率は、超微小硬度計を用いた押し込み深さ測定により求められる。即ち、超微小硬度計の圧子を５ｍＮの荷重で被覆層１９内に押し込み、圧子の押し込み深さｘ（被覆層１９の表面と、該被覆層１９内に押し込められた圧子の先端との距離）を測定する。続いて、荷重を解除した後、被覆層１９の弾性により押し戻された圧子の押し込み深さｙ（被覆層１９の表面と、押し戻された圧子の先端との距離）を測定する。そして、前記各深さｘ，ｙを下記式（１）に代入することにより、被覆層１９の弾性変形率を求める。
【００２１】
弾性変形率（％）＝（（ｘ−ｙ）／ｘ） …（１）
被覆層１９の厚さは、好ましくは１０〜８０μｍであり、より好ましくは２０〜５０μｍである。被覆層１９の厚さが１０μｍ未満では、被覆層１９の耐摩耗性が低下するおそれがある。被覆層１９の厚さが８０μｍを超えると、被覆層１９の材質によっては、キートップ本体１７の意匠性が低下するとともに、表示層１８及び装飾層２０の外方からの視認が困難になるおそれがある。
【００２２】
被覆層１９は、塗料組成物が公知の方法によってキートップ本体１７上に塗布された後に硬化されることにより形成されている。この塗料組成物は、２つ以上の水酸基を有する共重合ポリカーボネートジオールと、２つ以上のイソシアネート基を有するヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）系ポリイソシアネートとを含有しており、２液硬化型として構成されている。
【００２３】
共重合ポリカーボネートジオールは、その物性に起因して、塗料組成物の硬化に伴って、優れた耐摩耗性、耐引っ掻き傷付性、耐水性および耐薬品性を有する塗膜を形成する。この塗膜は、前記各性能に加えてソフト感も有する。これは、共重合ポリカーボネートジオールが、その構造式においてランダムに配置された水酸基を有しており、塗料組成物の硬化の際に、共重合ポリカーボネートジオールの各分子間での水素結合の形成が防止されて、柔軟性を有する塗膜が形成されるためである。共重合ポリカーボネートジオールとしては、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、及びシクロヘキサンジオールからなる群から選ばれる少なくとも二種の共重合体が挙げられる。
【００２４】
ＨＤＩ系ポリイソシアネートは、塗料の硬化に伴って、ソフト感を有する塗膜を形成する。これは、ＨＤＩ系ポリイソシアネートがイソシアネート基以外にも直鎖アルキル基を有しており、形成された塗膜において分子鎖が容易に動くことができるためである。ＨＤＩ系ポリイソシアネートは更に、黄変し難いという特性も有している。ＨＤＩ系ポリイソシアネートとしては、アダクト系ＨＤＩ、ビュレット系ＨＤＩ、及びイソシアネヌレート系ＨＤＩが挙げられる。これらの中でも、塗料の硬化に伴って、柔軟性が高い塗膜が形成されることから、アダクト系ＨＤＩが好ましい。
【００２５】
共重合ポリカーボネートジオール及びＨＤＩ系ポリイソシアネートは、共重合ポリカーボネートジオールの水酸基（ＯＨ）に対するＨＤＩ系ポリイソシアネートのイソシアネート基（ＮＣＯ）の比（ＮＣＯ／ＯＨ）が０．８〜２．５となる割合、好ましくは１．０〜２．０となる割合で塗料組成物に含有されている。ＮＣＯ／ＯＨが０．８未満では、塗料組成物中のポリオール成分、即ち水酸基が過剰となり、形成された被覆層１９の耐水性、耐薬品性、密着性及び耐摩耗性が悪化する。ＮＣＯ／ＯＨが２．５を超えると、塗料組成物中のイソシアネート基が過剰となる。そのため、過剰なイソシアネート基が自己縮合してアロファネート結合を形成し、被覆層１９が脆くなる。ＮＣＯ／ＯＨが１．０〜２．０では、塗料組成物の硬化反応が容易に進行するとともに、塗料組成物のポットライフを適切に確保して該塗料組成物の塗布時の作業性を良好にすることができる。
【００２６】
塗料組成物は、形成された被覆層１９の表面の艶を消すために、無機系の艶調整剤または有機系の艶調整剤を含有してもよい。無機系の艶調整剤としては、例えばシリカ、炭酸カルシウム、マイカ、窒化ホウ素、及び酸化チタンが挙げられる。シリカは、被覆層１９の表面の艶を消す作用だけでなく、被覆層１９の耐引っ掻き傷付性を向上させる作用、並びにソフト感、さらさら感、又はしっとり感を被覆層１９に付与する作用も発揮する。有機系の艶調整剤としては、アクリル樹脂ビーズ、ウレタン樹脂ビーズ、及び絹粉砕品が挙げられる。これらの樹脂ビーズ及び絹粉砕品は、被覆層１９の表面の艶を消すだけでなく、ソフト感、さらさら感、又はしっとり感を被覆層１９に付与する作用も発揮する。
【００２７】
塗料組成物は、上記各成分以外にも、必要に応じて、有機溶剤、消泡剤、レベリング剤、触媒、硬化遅延剤、粘度調整剤、光安定剤、沈降防止剤、可塑剤、酸化防止剤、及び顔料を含有してもよい。
【００２８】
前記の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
本実施形態の被覆層１９は、共重合ポリカーボネートジオールと、ＨＤＩ系ポリイソシアネートとを含有する塗料組成物によって形成されている。更に、被覆層１９の鉛筆硬度および弾性変形率と、塗料組成物におけるＮＣＯ／ＯＨとが前記範囲に設定されている。このため、被覆層１９は、優れた耐摩耗性、密着性、耐引っ掻き傷付性、及び耐水性を有して操作面１７ａ及び表示層１８を長期間にわたって保護することができるとともに、ソフト感を有してキートップ１６に優れた触感を付与することができる。よって、利用者は、長期間にわたって表示層１８を容易に視認することができるとともに、キートップ１６の寸法が小さい場合にもキートップ１６を容易に操作することができる。
【００２９】
ここで、１，６−ヘキサンジオール等のホモポリマーをベースとして得られるポリカーボネートジオールは、優れた耐水性および耐薬品性を有し、且つ硬質な被膜を形成することができるものの、形成された塗膜の柔軟性は低い。これは、塗料組成物の硬化の際に、ポリカーボネートポリオールの各分子間において水素結合が容易に形成されるためである。
【００３０】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 押ボタンスイッチが透光性を発揮する必要がある場合、ベースシート１５は透明または半透明なゴム状弾性体により形成されてもよい。この場合、ベースシート１５が良好な透光性を発揮することから、ゴム状弾性体はシリコーンゴムが好ましい。
【００３１】
・ 表示層１８及び装飾層２０の少なくとも一方が省略されてもよい。このとき、被覆層１９及びキートップ本体１７は透光性を有していなくてもよい。
・ 被覆層１９は、押ボタンスイッチ以外の物品、例えば電子機器の筐体、パーソナルコンピュータのキーボード、タッチパネル、又は自動車の内装部品に適用されてもよい。
【実施例】
【００３２】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
実施例１においては、１，６−ヘキサンジオールと１，４ブタンジオールとの共重合体をベースとして得られる共重合ポリカーボネートジオールとしてのＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２（旭化成ケミカルズ社製、４６〜５６ｍｇＫＯＨ／ｇ）と、アダクト系ＨＤＩとしてのデュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔ（旭化成ケミカルズ株式会社製、ＮＣＯ：８．５重量％）とを、ＮＣＯ／ＯＨが１．５となるように配合して塗料組成物を調製した。次いで、塗料組成物を図１に示すキートップ本体１７上に塗布した後、乾燥によって硬化させて被覆層１９を形成した。被覆層１９の厚さは４０〜４５μｍであった。塗料組成物における各成分の配合量を表１に示す。
【００３３】
実施例２においては、艶調整剤としてのシリカを、表１に示す配合量で更に塗料組成物に配合した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
実施例３においては、デュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔをアダクト系ＨＤＩとしてのＤ−１６０Ｎ（三井武田ケミカル株式会社製、ＮＣＯ：１２．６重量％）に変更し、ＮＣＯ／ＯＨが１．０となるように各成分を配合した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
【００３４】
実施例４においては、１，６−ヘキサンジオールと１，５ペンタンジオールとの共重合体をベースとして得られる共重合ポリカーボネートジオールとしてのＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ５６５２（旭化成ケミカルズ株式会社製、５１〜６１ｍｇＫＯＨ／ｇ）と、アダクト系ＨＤＩとしてのデュラネート（登録商標）Ｅ−４０５−８０Ｔ（旭化成ケミカルズ株式会社製、ＮＣＯ：７．１重量％）とを、ＮＣＯ／ＯＨが１．２となるように配合し、艶調整剤としてのポリウレタンビーズを表１に示す配合量で更に配合して塗料組成物を調製した。上述のように、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ５６５２及びＴ４６７２は、それらの水酸基価が異なる。また、デュラネート（登録商標）Ｅ−４０５−８０Ｔ及びＥ−４０２−９０Ｔは、それらのイソシアネート基の割合が異なる。
【００３５】
実施例５においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２とデュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔとを、ＮＣＯ／ＯＨが０．８となるように配合して塗料組成物を調製した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
【００３６】
実施例６においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ５６５２とデュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔとを、ＮＣＯ／ＯＨが２．５となるように配合して塗料組成物を調製した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
【００３７】
実施例７においては、デュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔをビュレット系ＨＤＩとしての２４Ａ−１００（旭化成ケミカルズ株式会社製、ＮＣＯ：２３．５重量％）に変更した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
【００３８】
実施例８においては、デュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔをイソシアヌレート系ＨＤＩとしてのＴＰＡ−１００（旭化成ケミカルズ株式会社製、ＮＣＯ：２３．１重量％）に変更した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
【００３９】
比較例１においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２をポリエステル系ポリオールであるＦ１２１２−２９（旭電化工業株式会社製、６１〜６９ｍｇＫＯＨ／ｇ）に変更した以外は、実施例１と同様にして被覆層を形成した。
【００４０】
比較例２においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２をＦ１２１２−２９に変更した以外は、実施例２と同様にして被覆層を形成した。
比較例３においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２と、ポリイソシアネートとしての１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンであるＤ−１２０Ｎ（三井武田ケミカル株式会社製、ＮＣＯ：１１．０重量％）とを、ＮＣＯ／ＯＨが１．５となるように配合して塗料組成物を調製した以外は、実施例１と同様にして被覆層を形成した。
【００４１】
比較例４においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２をＦ１２１２−２９に変更した以外は、比較例３と同様にして被覆層を形成した。
比較例５においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２とデュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔとを、ＮＣＯ／ＯＨが０．７となるように配合して塗料組成物を調製した以外は、実施例１と同様にして被覆層を形成した。
【００４２】
比較例６においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２とデュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔとを、ＮＣＯ／ＯＨが２．６となるように配合して塗料組成物を調製した以外は、実施例１と同様にして被覆層を形成した。
【００４３】
そして、各例の被覆層について、下記の各項目に関し測定または評価を行った。それらの結果を表１及び表２に示す。
＜鉛筆硬度＞
ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４に規定される方法に従って、各例の被覆層の鉛筆硬度を測定した。鉛筆硬度とは、前記方法によって生じる傷痕又はその他の欠陥に対する塗膜の抵抗性を表すものであり、傷痕が生じなかった鉛筆の中で最も硬い鉛筆の硬度をいう。従って、この鉛筆硬度の値は、被覆層の耐引っ掻き傷付性の程度を示しており、鉛筆硬度の値がＦ以上である被覆層は、被覆層として要求される耐引っ掻き傷付性を有している。この耐引っ掻き傷付性は、被覆層の表面硬度および弾性に起因するものと考えられ、主に弾性に起因するものと考えられる。そのため、鉛筆硬度の値がＦ以上である被覆層は、鉛筆による引っ掻き傷を元に戻す程度の弾性（弾性回復力）を有しており、該弾性に起因して鉛筆硬度をＦ以上にまで高めている。
【００４４】
＜弾性変形率＞
島津ダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ−Ｗ２０１を用いた前記押し込み深さ測定により、各例の被覆層の弾性変形率を測定した。
【００４５】
＜密着性＞
キートップ本体１７と各例の被覆層との密着性を評価するために、カッターを用いて、各例の被覆層に１ｍｍ間隔の切り込みを縦及び横にそれぞれ１１本入れて１００個の碁盤の目状に配置された測定面を形成した。次いで、５００ｇの荷重でセロハンテープ（登録商標 ニチバン ＣＴ−１８）を測定面に貼付した後、被覆層に対して９０度の方向にセロハンテープを引き剥がした。そして、セロハンテープを引き剥がした後の測定面を目視にて観察した。表１及び表２において、“○”は被覆層がキートップ本体１７との境界から剥離した測定面がないことを示し、“×”は被覆層がキートップ本体１７との境界から剥離した測定面があることを示す。
【００４６】
＜耐摩耗性＞
砂消しゴムを用いて、５００ｇの荷重、２５.４ｍｍのストローク、及び往復６０回／１分の速度で、各例の表示層１８が消失するまで各例の被覆層の表面を擦った。表１及び表２において、“○”は表示層１８が消失するのに砂消しゴムの往復を１０００回以上要したことを示し、“×”は砂消しゴムの１０００回未満の往復で表示層１８が消失したことを示す。
【００４７】
＜耐候性＞
各例の押ボタンスイッチをサンシャインカーボンアーク灯式耐候性試験機（スガ試験機株式会社製、ＷＥＬ−ＳＵＮ−ＨＣ）内に入れた後、ブラックパネルの温度が８３℃、及び水噴霧無しの条件で３００時間経過後の各例の被覆層の状態の変化およびキートップ本体１７への密着性を観察した。表１及び表２において、“○”は目視による被覆層の状態およびキートップ本体１７への密着性が試験前後で変化しないことを示し、“×”は試験後の目視による被覆層の状態およびキートップ本体１７への密着性が試験前のそれらに比べて劣ることを示す。
【００４８】
＜耐アルコール性＞
脱脂綿にエタノールを浸した後、５００ｇの荷重、２５.４ｍｍのストローク、及び往復６０回／１分の速度で、各例の被覆層の表面を往復で１００回擦った。そして、被覆層の状態を目視により観察した。表１及び表２において、“○”は被覆層の状態が試験前後で変化しないことを示し、“×”は被覆層の状態が試験前後で変化したことを示す。
【００４９】
＜耐環境試験＞
各例の押ボタンスイッチを、高温試験では８０℃下で２４０時間放置し、低温試験では−４０℃下で２４０時間放置し、及び高温高湿試験では６０℃９５ＲＨ％下で２４０時間放置した。そして、各環境下で放置後の被覆層の状態を目視により観察した。表１及び表２において、“○”は被覆層の状態が試験前後で変化しないことを示し、“×”は被覆層の状態が試験前後で変化したことを示す。
【００５０】
＜耐水試験＞
各例の押ボタンスイッチを７０℃の水中に４時間放置した後、押ボタンスイッチを水から引き上げた。そして、被覆層の状態を目視により観察するとともに、前記＜密着性＞の試験を行った。表１及び表２において、“○”は被覆層の状態が試験前後で変化しないこと、及び密着性試験での剥離がなかったことを示し、“×”は被覆層の状態が試験前後で変化したこと、又は密着試験での剥離があったことを示す。
【００５１】
＜触感＞
各例の被覆層の表面を指で触ることにより、各被覆層の触感を評価した。表１及び表２において、“○”は被覆層の表面に触れた際に、べたつき感がなく、且つ弾力性が感じられたことを示し、“×”は被覆層の表面に触れた際に、柔らかいだけで弾力性を感じなかったことを示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
表１に示すように、実施例１〜８においては各項目について優れた結果が得られた。そのため、各実施例の被覆層１９は、物品を被覆する用途においてより好適に使用可能である。特に、実施例１及び３の被覆層１９が形成されたキートップ１６は滑り難いとともにグリップ感を有し、操作性に優れていた。また、実施例２及び４の被覆層１９が形成されたキートップ１６は、艶調整剤が塗料組成物に配合されていることにより、さらさらした触感を有しており、高級感を増すことができた。表１には示さないものの、実施例１〜４の被覆層１９が形成された各キートップ１６は、実施例５及び６の被覆層１９が形成された各キートップ１６に比べて、各項目について優れた結果が得られた。更に、実施例５では、ＮＣＯ／ＯＨが１．０未満であり、塗料組成物の硬化反応の進行が実施例１〜４のときに比べて遅いことから、実施例５の被覆層１９は実施例１〜４の被覆層１９に比べて乾燥性に劣っていた。実施例６では、ＮＣＯ／ＯＨが２．０を超えており、塗料組成物のポットライフが実施例１〜４のときに比べて短いことから、実施例６における塗料組成物の塗布時の作業性は実施例１〜４のときに比べて劣っていた。実施例７及び８では、アダクト系ＨＤＩの代わりにビュレット系ＨＤＩ又はイソシアネート系ＨＤＩが用いられていることから、実施例７及び８の被覆層１９は、アダクト系ＨＤＩが用いられている実施例１等被覆層１９に比べて、弾性変形率が小さくて触感が劣っていた。
【００５４】
一方、表２に示すように、比較例１及び２では、塗料組成物の組成に起因して、各実施例に比べて被覆層の耐水性が劣っていた。比較例３では、被覆層の弾性変形率が７０％未満であることから、各実施例に比べて触感が劣っていた。比較例４では、塗料組成物の組成に起因して、各実施例に比べて被覆層の耐アルコール性および耐水性が劣っているとともに、被覆層の弾性変形率が７０％未満であることから、各実施例に比べて触感が劣っていた。比較例５では、ＮＣＯ／ＯＨが０．８未満であることから、塗料組成物の硬化が不十分であった。そのため、各実施例に比べて被覆層の密着性、耐摩耗性、耐アルコール性、及び触感が劣っていた。比較例６では、ＮＣＯ／ＯＨが２．５を超えることから、過剰なイソシアネート基が自己縮合してアロファネート結合を形成していた。そのため、各実施例に比べて被覆層が脆く、耐摩耗性、耐アルコール性、及び触感が劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態に係る押ボタンスイッチを示す断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１６…キートップ、１７ａ…操作面、１９…被覆層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機、携帯情報端末、リモートコントローラ等の通信機器、あるいはその他の各種電気・電子機器、又は車載機器に用いられる物品上に被覆層を形成するための塗料組成物、及び該塗料組成物からなる被覆層を有する物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種電気・電子機器、例えば携帯電話機などの通信機器、自動車の内装部品、及び車載機器は通常、利用者の指先が直接触れる操作部を有する物品を備えている。この物品としては、例えば携帯電話機、携帯情報端末、及び車載機器に用いられる押ボタンスイッチが挙げられる。押ボタンスイッチは、操作部としてのキートップを有している。
【０００３】
携帯電話機についてはメール機能の普及などにより、また、車載機器についてはカーナビゲーション等の多機能化により、キートップの表面には利用者の指先が頻繁に触れる。キートップの表面には通常、文字、記号などを示す表示部が、印刷、転写、又は塗装後のレーザーエッチング等の方法により形成されている。利用者の指先の接触に起因する摩擦などによる表示部の消失を防止するために、キートップの表面に被覆層が形成されて該表面の耐摩擦性などが向上されている。被覆層を形成する材料としては、被覆層が良好な耐摩耗性を有することから、硬化後に強度が高くて硬質な被覆層を形成する樹脂材料が好ましい。
【０００４】
近年、携帯電話機などの携帯用通信機器の小型化に伴い、キートップは非常に小さい寸法に形成されている。更に、被覆層には、優れた耐摩耗性だけでなく、優れた触感を有することも要求されている。しかしながら、硬質な被覆層は良好な触感を有しておらず滑り易いことから、寸法が小さいとともに硬質な被覆層を有するキートップには、操作が困難であるという問題があった。この問題を解決するために、特許文献１には、ポリエステルポリオールと、ポリイソシアネートと、シリカ等の艶調整剤とを含有し、静摩擦係数が１．０以上である被覆層を形成するコーティング材が開示されている。このコーティング材からなる被覆層は、耐摩耗性などの被覆層として必要な性能を有するうえに、滑り難い触感をも有する。
【０００５】
また、自動車の内装部品には高い意匠性、例えば重厚感および高級感が求められていることから、内装部品の表面には艶消し塗料が塗装されている。この塗装された内装部品には利用者が頻繁に触れることから、特許文献２及び３には、内装部品に高い意匠性を与えるとともに、柔らかい触感などの良好な感触を与える塗膜を形成する塗料組成物が開示されている。即ち、特許文献２には、微小中空体と、シリカなどの充填材とを含有する塗料組成物が開示されている。特許文献３には、ウレタン樹脂ビーズと、有機系の艶消し剤とを含有する塗料組成物が開示されている。更に、特許文献４には、沸点が１２０℃以下である溶剤を含有する塗料組成物が開示されている。この塗料組成物は、塗膜の形成時における溶剤の揮発に起因して形成される気泡により、塗膜に柔らかい触感などを付与して塗膜の触感を良好にしている。
【特許文献１】特開２００５−１４６２０９号公報
【特許文献２】特開２００４−１５５８８３号公報
【特許文献３】特開２００５−１３９２７３号公報
【特許文献４】特開２００４−２３１８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記被覆層に要求される主な性能としては、優れた耐摩耗性を有すること、及び柔らかい触感を有すること以外にも、優れた密着性、耐引っ掻き傷付性、及び耐水性を有することが挙げられる。しかしながら、特許文献１〜４の塗料組成物からなる被覆層は上記全ての要求性能を十分に満足するものではなく、改良の余地を残している。
【０００７】
本発明の目的は、物品を被覆する用途においてより好適に使用可能な被覆層を形成する塗料組成物、及び該塗料組成物からなる被覆層を有する物品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、物品上に被覆層を形成する塗料組成物であって、前記被覆層の鉛筆硬度がＦ以上であるとともに弾性変形率が７０％以上であり、前記塗料組成物は、２つ以上の水酸基を有する共重合ポリカーボネートジオールと、２つ以上のイソシアネート基を有するヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートとを、共重合ポリカーボネートジオールの水酸基（ＯＨ）に対するヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートのイソシアネート基（ＮＣＯ）の比（ＮＣＯ／ＯＨ）が０．８〜２．５となるように含有する塗料組成物を提供する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、無機系の艶調整剤または有機系の艶調整剤を更に含有する請求項１に記載の塗料組成物を提供する。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の塗料組成物からなる被覆層を有する物品を提供する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記物品がキートップを有する押ボタンスイッチであり、前記キートップの表面には操作面が設けられ、前記被覆層は、少なくとも前記操作面上に設けられている請求項３に記載の物品を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、物品を被覆する用途においてより好適に使用可能な被覆層を形成する塗料組成物が提供される。また本発明によれば、そうした塗料組成物からなる被覆層を有する物品も提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を携帯電話機の押ボタンスイッチに具体化した一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、押ボタンスイッチは携帯電話機の筐体１２内に配置され、携帯電話機の入力操作に用いられる。押ボタンスイッチは、絶縁体からなる基板１３と、該基板１３上に配置されたキーパッド１４とを備えている。
【００１３】
キーパッド１４は、基板１３上に配置されたベースシート１５と、該ベースシート１５上に配置された複数のキートップ１６とを備えている。ベースシート１５は例えばゴム状弾性体から形成されており、柔軟性を有している。ゴム状弾性体としては、例えば熱硬化性エラストマー及び熱可塑性エラストマーが挙げられる。熱硬化性エラストマーとしては、例えばシリコーンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、及び天然ゴムが挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、及びアミド系熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらの中でも、良好な反発弾性を有することからシリコーンゴムが好ましい。ベースシート１５の周縁には、枠状のスペーサ１５ａが基板１３に向かって突出している。そのため、基板１３とベースシート１５との間には、スペーサ１５ａによって間隙が形成されている。
【００１４】
キートップ１６は、円柱状のキートップ本体１７を備えている。キートップ本体１７は、例えば透光性を発揮する透明または半透明な熱可塑性樹脂材料により形成されている。熱可塑性樹脂材料としては、例えばポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリルブタジエンスチレン、アクリロニトリルスチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエステル、及びポリスチレンが挙げられる。
【００１５】
キートップ本体１７は、筐体１２に形成された円形状の開口１２ａ内に配置されている。キートップ本体１７の上面は外方から容易に視認され、操作面１７ａを構成している。操作面１７ａ上には、所定の文字または記号を示す表示層１８が積層されている。キートップ本体１７の下端部の周面には、円環状の鍔部１７ｂが突設されている。キートップ本体１７及び鍔部１７ｂの上面には、操作面１７ａ及び表示層１８を覆うように被覆層１９が形成されている。キートップ本体１７の裏面には装飾層２０が形成されており、キートップ本体１７は、接着剤２１により、装飾層２０を介してベースシート１５に接着されている。表示層１８及び装飾層２０を形成する材料は公知の材料から適宜選択され、表示層１８及び装飾層２０は、公知の方法、例えば印刷、塗装、又は転写により積層されている。
【００１６】
ベースシート１５において各キートップ１６に対応する箇所には、円柱状の押し子１５ｂが基板１３に向かって突設されている。基板１３のベースシート１５に対向する側面上において各押し子１５ｂに対応する箇所には、一対の互いに離間する接点２２が配設されているとともに、皿ばね２３が配設されている。皿ばね２３は、押し子１５ｂと各接点２２との間に配設されるとともに、それらから離間している。各接点２２及び皿ばね２３は、導電性を有する材料により形成されている。
【００１７】
利用者が携帯電話で所定の入力操作を行うときには、利用者は、操作面１７ａ上の表示層１８を視認することにより、所定の入力操作に必要なキートップ１６を選択する。次いで、キートップ本体１７の操作面１７ａ上に指先を置いた後、キートップ本体１７を基板１３に向けて押圧する。このとき、ベースシート１５は、柔軟性を有していることから基板１３に向かって容易に撓む。そして、ベースシート１５の撓みに伴って押し子１５ｂが皿ばね２３を各接点２２に向かって押圧し、皿ばね２３が各接点２２に接触して各接点２２が通電される。
【００１８】
次に、被覆層１９について説明する。被覆層１９はキートップ本体１７の表面、特に操作面１７ａ及び表示層１８を保護しており、耐摩耗性、キートップ本体１７及び表示層１８への密着性、耐引っ掻き傷付性、及び耐水性を有するとともに、柔らかい触感（ソフト感）を有している。ここで、耐引っ掻き傷付性とは、引っ掻きに起因する傷付に対する耐性のことであり、耐引っ掻き傷付性を有する被覆層１９は、引っ掻かれた際に傷が付き難い。更に本実施形態の被覆層１９は透光性も有し、外方からの表示層１８及び装飾層２０の視認を容易にしている。
【００１９】
被覆層１９の鉛筆硬度はＦ以上であり、好ましくはＦ〜２Ｈである。被覆層１９の鉛筆硬度がＦ未満では、被覆層１９の耐摩耗性および耐引っ掻き傷付性が低下する。鉛筆硬度２Ｈを超えると、耐引っ掻き傷付性が向上されるものの、このような値の鉛筆硬度を達成するために、被覆層１９の柔軟性を示す弾性変形率が低下し、鉛筆硬度と柔軟性との両立（バランス）を保てなくなるおそれがある。被覆層１９の鉛筆硬度は、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４（ＩＳＯ／ＤＩＳ １５１８４）に規定される方法に従って測定される。
【００２０】
被覆層１９の弾性変形率は７０％以上である。被覆層１９の弾性変形率が７０％未満では、被覆層１９の触感が悪化する。被覆層１９の耐引っ掻き傷付性が向上することから、被覆層１９の弾性変形率は高い程好ましく、該弾性変形率の下限は好ましくは７５％である。しかしながら、弾性変形率が高い被覆層１９の製造は困難であることから、被覆層１９を容易に製造するために、被覆層１９の弾性変形率の上限は、好ましくは９０％である。ここで、被覆層１９の弾性変形率の求め方について具体的に説明する。被覆層１９の弾性変形率は、超微小硬度計を用いた押し込み深さ測定により求められる。即ち、超微小硬度計の圧子を５ｍＮの荷重で被覆層１９内に押し込み、圧子の押し込み深さｘ（被覆層１９の表面と、該被覆層１９内に押し込められた圧子の先端との距離）を測定する。続いて、荷重を解除した後、被覆層１９の弾性により押し戻された圧子の押し込み深さｙ（被覆層１９の表面と、押し戻された圧子の先端との距離）を測定する。そして、前記各深さｘ，ｙを下記式（１）に代入することにより、被覆層１９の弾性変形率を求める。
【００２１】
弾性変形率（％）＝（（ｘ−ｙ）／ｘ） …（１）
被覆層１９の厚さは、好ましくは１０〜８０μｍであり、より好ましくは２０〜５０μｍである。被覆層１９の厚さが１０μｍ未満では、被覆層１９の耐摩耗性が低下するおそれがある。被覆層１９の厚さが８０μｍを超えると、被覆層１９の材質によっては、キートップ本体１７の意匠性が低下するとともに、表示層１８及び装飾層２０の外方からの視認が困難になるおそれがある。
【００２２】
被覆層１９は、塗料組成物が公知の方法によってキートップ本体１７上に塗布された後に硬化されることにより形成されている。この塗料組成物は、２つ以上の水酸基を有する共重合ポリカーボネートジオールと、２つ以上のイソシアネート基を有するヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）系ポリイソシアネートとを含有しており、２液硬化型として構成されている。
【００２３】
共重合ポリカーボネートジオールは、その物性に起因して、塗料組成物の硬化に伴って、優れた耐摩耗性、耐引っ掻き傷付性、耐水性および耐薬品性を有する塗膜を形成する。この塗膜は、前記各性能に加えてソフト感も有する。これは、共重合ポリカーボネートジオールが、その構造式においてランダムに配置された水酸基を有しており、塗料組成物の硬化の際に、共重合ポリカーボネートジオールの各分子間での水素結合の形成が防止されて、柔軟性を有する塗膜が形成されるためである。共重合ポリカーボネートジオールとしては、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、及びシクロヘキサンジオールからなる群から選ばれる少なくとも二種の共重合体が挙げられる。
【００２４】
ＨＤＩ系ポリイソシアネートは、塗料の硬化に伴って、ソフト感を有する塗膜を形成する。これは、ＨＤＩ系ポリイソシアネートがイソシアネート基以外にも直鎖アルキル基を有しており、形成された塗膜において分子鎖が容易に動くことができるためである。ＨＤＩ系ポリイソシアネートは更に、黄変し難いという特性も有している。ＨＤＩ系ポリイソシアネートとしては、アダクト系ＨＤＩ、ビュレット系ＨＤＩ、及びイソシアネヌレート系ＨＤＩが挙げられる。これらの中でも、塗料の硬化に伴って、柔軟性が高い塗膜が形成されることから、アダクト系ＨＤＩが好ましい。
【００２５】
共重合ポリカーボネートジオール及びＨＤＩ系ポリイソシアネートは、共重合ポリカーボネートジオールの水酸基（ＯＨ）に対するＨＤＩ系ポリイソシアネートのイソシアネート基（ＮＣＯ）の比（ＮＣＯ／ＯＨ）が０．８〜２．５となる割合、好ましくは１．０〜２．０となる割合で塗料組成物に含有されている。ＮＣＯ／ＯＨが０．８未満では、塗料組成物中のポリオール成分、即ち水酸基が過剰となり、形成された被覆層１９の耐水性、耐薬品性、密着性及び耐摩耗性が悪化する。ＮＣＯ／ＯＨが２．５を超えると、塗料組成物中のイソシアネート基が過剰となる。そのため、過剰なイソシアネート基が自己縮合してアロファネート結合を形成し、被覆層１９が脆くなる。ＮＣＯ／ＯＨが１．０〜２．０では、塗料組成物の硬化反応が容易に進行するとともに、塗料組成物のポットライフを適切に確保して該塗料組成物の塗布時の作業性を良好にすることができる。
【００２６】
塗料組成物は、形成された被覆層１９の表面の艶を消すために、無機系の艶調整剤または有機系の艶調整剤を含有してもよい。無機系の艶調整剤としては、例えばシリカ、炭酸カルシウム、マイカ、窒化ホウ素、及び酸化チタンが挙げられる。シリカは、被覆層１９の表面の艶を消す作用だけでなく、被覆層１９の耐引っ掻き傷付性を向上させる作用、並びにソフト感、さらさら感、又はしっとり感を被覆層１９に付与する作用も発揮する。有機系の艶調整剤としては、アクリル樹脂ビーズ、ウレタン樹脂ビーズ、及び絹粉砕品が挙げられる。これらの樹脂ビーズ及び絹粉砕品は、被覆層１９の表面の艶を消すだけでなく、ソフト感、さらさら感、又はしっとり感を被覆層１９に付与する作用も発揮する。
【００２７】
塗料組成物は、上記各成分以外にも、必要に応じて、有機溶剤、消泡剤、レベリング剤、触媒、硬化遅延剤、粘度調整剤、光安定剤、沈降防止剤、可塑剤、酸化防止剤、及び顔料を含有してもよい。
【００２８】
前記の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
本実施形態の被覆層１９は、共重合ポリカーボネートジオールと、ＨＤＩ系ポリイソシアネートとを含有する塗料組成物によって形成されている。更に、被覆層１９の鉛筆硬度および弾性変形率と、塗料組成物におけるＮＣＯ／ＯＨとが前記範囲に設定されている。このため、被覆層１９は、優れた耐摩耗性、密着性、耐引っ掻き傷付性、及び耐水性を有して操作面１７ａ及び表示層１８を長期間にわたって保護することができるとともに、ソフト感を有してキートップ１６に優れた触感を付与することができる。よって、利用者は、長期間にわたって表示層１８を容易に視認することができるとともに、キートップ１６の寸法が小さい場合にもキートップ１６を容易に操作することができる。
【００２９】
ここで、１，６−ヘキサンジオール等のホモポリマーをベースとして得られるポリカーボネートジオールは、優れた耐水性および耐薬品性を有し、且つ硬質な被膜を形成することができるものの、形成された塗膜の柔軟性は低い。これは、塗料組成物の硬化の際に、ポリカーボネートポリオールの各分子間において水素結合が容易に形成されるためである。
【００３０】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 押ボタンスイッチが透光性を発揮する必要がある場合、ベースシート１５は透明または半透明なゴム状弾性体により形成されてもよい。この場合、ベースシート１５が良好な透光性を発揮することから、ゴム状弾性体はシリコーンゴムが好ましい。
【００３１】
・ 表示層１８及び装飾層２０の少なくとも一方が省略されてもよい。このとき、被覆層１９及びキートップ本体１７は透光性を有していなくてもよい。
・ 被覆層１９は、押ボタンスイッチ以外の物品、例えば電子機器の筐体、パーソナルコンピュータのキーボード、タッチパネル、又は自動車の内装部品に適用されてもよい。
【実施例】
【００３２】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
実施例１においては、１，６−ヘキサンジオールと１，４ブタンジオールとの共重合体をベースとして得られる共重合ポリカーボネートジオールとしてのＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２（旭化成ケミカルズ社製、４６〜５６ｍｇＫＯＨ／ｇ）と、アダクト系ＨＤＩとしてのデュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔ（旭化成ケミカルズ株式会社製、ＮＣＯ：８．５重量％）とを、ＮＣＯ／ＯＨが１．５となるように配合して塗料組成物を調製した。次いで、塗料組成物を図１に示すキートップ本体１７上に塗布した後、乾燥によって硬化させて被覆層１９を形成した。被覆層１９の厚さは４０〜４５μｍであった。塗料組成物における各成分の配合量を表１に示す。
【００３３】
実施例２においては、艶調整剤としてのシリカを、表１に示す配合量で更に塗料組成物に配合した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
実施例３においては、デュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔをアダクト系ＨＤＩとしてのＤ−１６０Ｎ（三井武田ケミカル株式会社製、ＮＣＯ：１２．６重量％）に変更し、ＮＣＯ／ＯＨが１．０となるように各成分を配合した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
【００３４】
実施例４においては、１，６−ヘキサンジオールと１，５ペンタンジオールとの共重合体をベースとして得られる共重合ポリカーボネートジオールとしてのＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ５６５２（旭化成ケミカルズ株式会社製、５１〜６１ｍｇＫＯＨ／ｇ）と、アダクト系ＨＤＩとしてのデュラネート（登録商標）Ｅ−４０５−８０Ｔ（旭化成ケミカルズ株式会社製、ＮＣＯ：７．１重量％）とを、ＮＣＯ／ＯＨが１．２となるように配合し、艶調整剤としてのポリウレタンビーズを表１に示す配合量で更に配合して塗料組成物を調製した。上述のように、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ５６５２及びＴ４６７２は、それらの水酸基価が異なる。また、デュラネート（登録商標）Ｅ−４０５−８０Ｔ及びＥ−４０２−９０Ｔは、それらのイソシアネート基の割合が異なる。
【００３５】
実施例５においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２とデュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔとを、ＮＣＯ／ＯＨが０．８となるように配合して塗料組成物を調製した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
【００３６】
実施例６においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ５６５２とデュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔとを、ＮＣＯ／ＯＨが２．５となるように配合して塗料組成物を調製した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
【００３７】
実施例７においては、デュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔをビュレット系ＨＤＩとしての２４Ａ−１００（旭化成ケミカルズ株式会社製、ＮＣＯ：２３．５重量％）に変更した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
【００３８】
実施例８においては、デュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔをイソシアヌレート系ＨＤＩとしてのＴＰＡ−１００（旭化成ケミカルズ株式会社製、ＮＣＯ：２３．１重量％）に変更した以外は、実施例１と同様にして被覆層１９を形成した。
【００３９】
比較例１においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２をポリエステル系ポリオールであるＦ１２１２−２９（旭電化工業株式会社製、６１〜６９ｍｇＫＯＨ／ｇ）に変更した以外は、実施例１と同様にして被覆層を形成した。
【００４０】
比較例２においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２をＦ１２１２−２９に変更した以外は、実施例２と同様にして被覆層を形成した。
比較例３においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２と、ポリイソシアネートとしての１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンであるＤ−１２０Ｎ（三井武田ケミカル株式会社製、ＮＣＯ：１１．０重量％）とを、ＮＣＯ／ＯＨが１．５となるように配合して塗料組成物を調製した以外は、実施例１と同様にして被覆層を形成した。
【００４１】
比較例４においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２をＦ１２１２−２９に変更した以外は、比較例３と同様にして被覆層を形成した。
比較例５においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２とデュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔとを、ＮＣＯ／ＯＨが０．７となるように配合して塗料組成物を調製した以外は、実施例１と同様にして被覆層を形成した。
【００４２】
比較例６においては、ＰＣＤＬ（登録商標）Ｔ４６７２とデュラネート（登録商標）Ｅ−４０２−９０Ｔとを、ＮＣＯ／ＯＨが２．６となるように配合して塗料組成物を調製した以外は、実施例１と同様にして被覆層を形成した。
【００４３】
そして、各例の被覆層について、下記の各項目に関し測定または評価を行った。それらの結果を表１及び表２に示す。
＜鉛筆硬度＞
ＪＩＳ Ｋ５６００−５−４に規定される方法に従って、各例の被覆層の鉛筆硬度を測定した。鉛筆硬度とは、前記方法によって生じる傷痕又はその他の欠陥に対する塗膜の抵抗性を表すものであり、傷痕が生じなかった鉛筆の中で最も硬い鉛筆の硬度をいう。従って、この鉛筆硬度の値は、被覆層の耐引っ掻き傷付性の程度を示しており、鉛筆硬度の値がＦ以上である被覆層は、被覆層として要求される耐引っ掻き傷付性を有している。この耐引っ掻き傷付性は、被覆層の表面硬度および弾性に起因するものと考えられ、主に弾性に起因するものと考えられる。そのため、鉛筆硬度の値がＦ以上である被覆層は、鉛筆による引っ掻き傷を元に戻す程度の弾性（弾性回復力）を有しており、該弾性に起因して鉛筆硬度をＦ以上にまで高めている。
【００４４】
＜弾性変形率＞
島津ダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ−Ｗ２０１を用いた前記押し込み深さ測定により、各例の被覆層の弾性変形率を測定した。
【００４５】
＜密着性＞
キートップ本体１７と各例の被覆層との密着性を評価するために、カッターを用いて、各例の被覆層に１ｍｍ間隔の切り込みを縦及び横にそれぞれ１１本入れて１００個の碁盤の目状に配置された測定面を形成した。次いで、５００ｇの荷重でセロハンテープ（登録商標 ニチバン ＣＴ−１８）を測定面に貼付した後、被覆層に対して９０度の方向にセロハンテープを引き剥がした。そして、セロハンテープを引き剥がした後の測定面を目視にて観察した。表１及び表２において、“○”は被覆層がキートップ本体１７との境界から剥離した測定面がないことを示し、“×”は被覆層がキートップ本体１７との境界から剥離した測定面があることを示す。
【００４６】
＜耐摩耗性＞
砂消しゴムを用いて、５００ｇの荷重、２５.４ｍｍのストローク、及び往復６０回／１分の速度で、各例の表示層１８が消失するまで各例の被覆層の表面を擦った。表１及び表２において、“○”は表示層１８が消失するのに砂消しゴムの往復を１０００回以上要したことを示し、“×”は砂消しゴムの１０００回未満の往復で表示層１８が消失したことを示す。
【００４７】
＜耐候性＞
各例の押ボタンスイッチをサンシャインカーボンアーク灯式耐候性試験機（スガ試験機株式会社製、ＷＥＬ−ＳＵＮ−ＨＣ）内に入れた後、ブラックパネルの温度が８３℃、及び水噴霧無しの条件で３００時間経過後の各例の被覆層の状態の変化およびキートップ本体１７への密着性を観察した。表１及び表２において、“○”は目視による被覆層の状態およびキートップ本体１７への密着性が試験前後で変化しないことを示し、“×”は試験後の目視による被覆層の状態およびキートップ本体１７への密着性が試験前のそれらに比べて劣ることを示す。
【００４８】
＜耐アルコール性＞
脱脂綿にエタノールを浸した後、５００ｇの荷重、２５.４ｍｍのストローク、及び往復６０回／１分の速度で、各例の被覆層の表面を往復で１００回擦った。そして、被覆層の状態を目視により観察した。表１及び表２において、“○”は被覆層の状態が試験前後で変化しないことを示し、“×”は被覆層の状態が試験前後で変化したことを示す。
【００４９】
＜耐環境試験＞
各例の押ボタンスイッチを、高温試験では８０℃下で２４０時間放置し、低温試験では−４０℃下で２４０時間放置し、及び高温高湿試験では６０℃９５ＲＨ％下で２４０時間放置した。そして、各環境下で放置後の被覆層の状態を目視により観察した。表１及び表２において、“○”は被覆層の状態が試験前後で変化しないことを示し、“×”は被覆層の状態が試験前後で変化したことを示す。
【００５０】
＜耐水試験＞
各例の押ボタンスイッチを７０℃の水中に４時間放置した後、押ボタンスイッチを水から引き上げた。そして、被覆層の状態を目視により観察するとともに、前記＜密着性＞の試験を行った。表１及び表２において、“○”は被覆層の状態が試験前後で変化しないこと、及び密着性試験での剥離がなかったことを示し、“×”は被覆層の状態が試験前後で変化したこと、又は密着試験での剥離があったことを示す。
【００５１】
＜触感＞
各例の被覆層の表面を指で触ることにより、各被覆層の触感を評価した。表１及び表２において、“○”は被覆層の表面に触れた際に、べたつき感がなく、且つ弾力性が感じられたことを示し、“×”は被覆層の表面に触れた際に、柔らかいだけで弾力性を感じなかったことを示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
表１に示すように、実施例１〜８においては各項目について優れた結果が得られた。そのため、各実施例の被覆層１９は、物品を被覆する用途においてより好適に使用可能である。特に、実施例１及び３の被覆層１９が形成されたキートップ１６は滑り難いとともにグリップ感を有し、操作性に優れていた。また、実施例２及び４の被覆層１９が形成されたキートップ１６は、艶調整剤が塗料組成物に配合されていることにより、さらさらした触感を有しており、高級感を増すことができた。表１には示さないものの、実施例１〜４の被覆層１９が形成された各キートップ１６は、実施例５及び６の被覆層１９が形成された各キートップ１６に比べて、各項目について優れた結果が得られた。更に、実施例５では、ＮＣＯ／ＯＨが１．０未満であり、塗料組成物の硬化反応の進行が実施例１〜４のときに比べて遅いことから、実施例５の被覆層１９は実施例１〜４の被覆層１９に比べて乾燥性に劣っていた。実施例６では、ＮＣＯ／ＯＨが２．０を超えており、塗料組成物のポットライフが実施例１〜４のときに比べて短いことから、実施例６における塗料組成物の塗布時の作業性は実施例１〜４のときに比べて劣っていた。実施例７及び８では、アダクト系ＨＤＩの代わりにビュレット系ＨＤＩ又はイソシアネート系ＨＤＩが用いられていることから、実施例７及び８の被覆層１９は、アダクト系ＨＤＩが用いられている実施例１等被覆層１９に比べて、弾性変形率が小さくて触感が劣っていた。
【００５４】
一方、表２に示すように、比較例１及び２では、塗料組成物の組成に起因して、各実施例に比べて被覆層の耐水性が劣っていた。比較例３では、被覆層の弾性変形率が７０％未満であることから、各実施例に比べて触感が劣っていた。比較例４では、塗料組成物の組成に起因して、各実施例に比べて被覆層の耐アルコール性および耐水性が劣っているとともに、被覆層の弾性変形率が７０％未満であることから、各実施例に比べて触感が劣っていた。比較例５では、ＮＣＯ／ＯＨが０．８未満であることから、塗料組成物の硬化が不十分であった。そのため、各実施例に比べて被覆層の密着性、耐摩耗性、耐アルコール性、及び触感が劣っていた。比較例６では、ＮＣＯ／ＯＨが２．５を超えることから、過剰なイソシアネート基が自己縮合してアロファネート結合を形成していた。そのため、各実施例に比べて被覆層が脆く、耐摩耗性、耐アルコール性、及び触感が劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態に係る押ボタンスイッチを示す断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１６…キートップ、１７ａ…操作面、１９…被覆層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品上に被覆層を形成する塗料組成物であって、
前記被覆層の鉛筆硬度がＦ以上であるとともに弾性変形率が７０％以上であり、
前記塗料組成物は、２つ以上の水酸基を有する共重合ポリカーボネートジオールと、２つ以上のイソシアネート基を有するヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートとを、共重合ポリカーボネートジオールの水酸基（ＯＨ）に対するヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートのイソシアネート基（ＮＣＯ）の比（ＮＣＯ／ＯＨ）が０．８〜２．５となるように含有することを特徴とする塗料組成物。
【請求項２】
無機系の艶調整剤または有機系の艶調整剤を更に含有する請求項１に記載の塗料組成物。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の塗料組成物からなる被覆層を有する物品。
【請求項４】
前記物品がキートップを有する押ボタンスイッチであり、前記キートップの表面には操作面が設けられ、前記被覆層は、少なくとも前記操作面上に設けられている請求項３に記載の物品。
【請求項１】
物品上に被覆層を形成する塗料組成物であって、
前記被覆層の鉛筆硬度がＦ以上であるとともに弾性変形率が７０％以上であり、
前記塗料組成物は、２つ以上の水酸基を有する共重合ポリカーボネートジオールと、２つ以上のイソシアネート基を有するヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートとを、共重合ポリカーボネートジオールの水酸基（ＯＨ）に対するヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートのイソシアネート基（ＮＣＯ）の比（ＮＣＯ／ＯＨ）が０．８〜２．５となるように含有することを特徴とする塗料組成物。
【請求項２】
無機系の艶調整剤または有機系の艶調整剤を更に含有する請求項１に記載の塗料組成物。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の塗料組成物からなる被覆層を有する物品。
【請求項４】
前記物品がキートップを有する押ボタンスイッチであり、前記キートップの表面には操作面が設けられ、前記被覆層は、少なくとも前記操作面上に設けられている請求項３に記載の物品。
【図１】
【公開番号】特開２００７−２３８７９７（Ｐ２００７−２３８７９７Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６３８３２（Ｐ２００６−６３８３２）
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（０００２３７０２０）ポリマテック株式会社 (234)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（０００２３７０２０）ポリマテック株式会社 (234)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]